某型高超声速飞行器SIC壁板动特性研究

摘要：高超声速飞行器在飞行的过程中，会受到严酷的气动加热作用。高温会使结构模态的频率，振型，阻尼发生严重的变化，甚至有些模态在热试验之后出现消失的现象。本文测试了某SIC材料的飞行器壁板经过五次加热后的模态，给出了模态测试结果，并对结果做了分析。本文的研究为继续探索高温对材料力学性能的影响具有重要意义。

关键词：高超声速；气动加热；模态；壁板

中图分类号：V416.2文献识别码：A

高超声速飞行器具有高空高速的特点，对维护国家国防安全具有十分积极和重要的作用，是未来战略进攻和战略防御武器发展的一个制高点，当今世界各个大国对该领域的技术和战略研究一直在积极推进。然而，高超声速飞行器在飞行的过程中，会受到严酷的气动加热作用，结构本身的动特性也会发生改变，进而影响飞行器的其它各项力学性能。因此，研究高温环境对结构本身特性的影响就显得尤为重要。

1 试验模态理论

根据模态分析理论，在比例粘性阻尼条件下，n自由度系统用模态参数表示的加速度传递函数矩阵为：

单点激励情况下，矩阵的第L行第p列分量HALP，即在点p激励，L点测量的加速度传递函数为：

上述传递函数包含了各阶模态参数。

2 试验

本次试验件为一SIC材料结构。本次试验测试设备见表1，本次试验结果见表2，可以看出每加热一次结构的模态频率、振型、阻尼都会发生变化，第五次加热后，只得到了结构的一阶模态，其它模态都消失了。结构在每次加热后本身的特性都会遭到破坏。

3 结论

本文对某高速飞行器壁板进行模态测试，测试结果表明，每进行一次热试验，结构的模态频率、振型、阻尼都会发生变化，而且都是降低趋势。这也说明了热对这种结构有不可逆的破坏，每进行一次热试验，结构本身的刚度都会降低。最后一次测试中，只得到了结构的一阶模态，其它模态都消失了，这说明了结构基本已经完全被破坏了。

參考文献：

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